KCM130型可控气动冲击矛及附件的研制

简述了KCM130型可控冲击矛的设计思路，结构原理，介绍了其主要机构和附件的设计。     

气动冲击矛的结构设计与性能试验

气动冲击矛是一种非开挖装置,它能够实现PE或PVC管、电缆、光缆等中、小直径管线的地下非开挖铺设.气动冲击矛施工具有设备简单、操作方便、投资较小和施工成本低等优点,是应用广泛的一种非开挖铺管方法之一.叙述了气动冲击矛的结构特点和结构设计,并详细介绍了它的工作原理,建立了气动冲击矛冲击机构的测试系统并进行了性能测试,试验结果表明了所设计的气动冲击矛达到设计指标,可为气动冲击矛的设计、性能优化以及穿孔施工技术的研究提供参考.     

国内外非开挖气动冲击锤的发展概况

冲击锤(包括气动矛和夯管锤)是一种用于非开挖铺设地下管线施工的主要冲击设备。其结构十分简单，由一个封闭的钢质活塞缸和一个在其中运动的沉重活塞组成。冲锤由压缩空气或液压油驱动，活塞冲击活塞缸的前端，然后撤回，然后再次冲击，冲击频率往往达到每秒钟几次，活塞缸端对锤头的反作用力使得整个冲击矛在土层中沿着冲击方向前进。冲击矛的头部通常是阶梯形或锥形的，以便在排土成孔的同时能维持钻具方向的稳定性，欲铺入的管线连接在冲击矛的后部，随着冲击矛前进被拉入。有时，先用冲击矛钻一个先导孔，等冲击矛退回时再拉入管线。用…     

KCM 130型可控冲击矛矛头自锁机构的运动仿真分析

KCM130型可控冲击矛是一种用于非开挖铺设浅埋、小直径、短距离地下管线的气动穿孔工具,其穿孔方向是由矛头的偏转角和转动角决定的.试验证明,通过在地表回拉、转动供气胶管可以调整冲击矛的穿孔方向,实现曲线穿孔或直线穿孔以及二者之间的转换.但冲击矛穿孔过程中,矛头在外力作用下其偏转方向会自行改变,失去人为控制.即冲击矛不能锁定矛头的既定偏转方向,使其运行轨迹发生偏离.因此,必须设计矛头自锁机构,在不影响正常调整矛头偏转方向的前提下实现对矛头偏转方向的锁定.根据冲击矛矛头偏转的工作原理分析了矛头不能自锁的原因,改进了矛头控向机构,在偏心套两侧设置两个卡块,由此实现锁定矛头的偏转方向.利用SOLIDWORKSCOSMOSMotion进行了自锁机构运动仿真,验证了设计的可行性,为实现矛头自锁提供参考.     

KCM130型可控气动冲击矛结构优化设计

在分析断裂原因基础上对KCM130型可控气动冲击矛进行拨转轴及辅助承载机构的结构改进和优化,尽量避免其结构上存在形状和尺寸突变,从而消除或降低应力集中.为了验证优化的结果,利用ANSYS软件对改进优化后的拨转轴及辅助承载机构进行了有限元分析,并与原模型作了比较,分析表明这种改进和优化是可行的.     

KCM130型可控气动冲击矛结构优化设计

在分析断裂原因基础上对KCM130型可控气动冲击矛进行拨转轴及辅助承载机构的结构改进和优化,尽量避免其结构上存在形状和尺寸突变,从而消除或降低应力集中。为了验证优化的结果,利用ANSYS软件对改进优化后的拨转轴及辅助承载机构进行了有限元分析,并与原模型作了比较,分析表明这种改进和优化是可行的。     

国内外非开挖可控气动冲击矛的发展现状

介绍了一些有关非开挖可控气动冲击矛的专利技术和目前国内外几种可控气动冲击矛产品和样机,简要阐述了它们的结构和工作原理,并作了一些简单比较。     

KCM130型可控冲击矛矛头结构优化

针对KCM130型可控冲击矛样机在室外试验中发生控向机构中的拨转轴断裂失效问题，分别对矛头在直线和曲线两种钻进情况下的受力进行分析。通过分析得知在曲线钻进中，由于矛头将所受的偏转力矩传递给拨转轴，造成退刀槽处应力集中，导致其断裂破坏。提出将矛头偏转力矩通过控向机构传递给矛体的优化方案。利用COSMOSworks对优化后的矛头控向机构进行有限元内部应力场数值模拟，并与原设计进行分析对比，结果表明：改进后控向机构所受的应力、应变、位移都明显下降，在曲线钻进时拨转轴的受力得到很大改善，改进方案有效可行。     

KCM130型可控冲击矛矛头结构优化

针对KCM130型可控冲击矛样机在室外试验中发生控向机构中的拨转轴断裂失效问题,分别对矛头在直线和曲线两种钻进情况下的受力进行分析。通过分析得知在曲线钻进中,由于矛头将所受的偏转力矩传递给拨转轴,造成退刀槽处应力集中,导致其断裂破坏。提出将矛头偏转力矩通过控向机构传递给矛体的优化方案。利用COSMOSWorks对优化后的矛头控向机构进行有限元内部应力场数值模拟,并与原设计进行分析对比,结果表明:改进后控向机构所受的应力、应变、位移都明显下降,在曲线钻进时拨转轴的受力得到很大改善,改进方案有效可行。     

气动矛锤活塞的冲击能量分析

文章运用压缩性流体一元运动的理论分析了气动以矛锤活塞运动中的能量变化过程，并推导了使活塞获得最大冲击动能的基本条件，为设计更加高效的气动矛产品提供可靠的参考依据。